они были подвергнуты фильтрации, состоящей из сглаживания и про-
реживания спектров. Сглаживание проводится путем свертки с окном
конечной ширины [11]:
S
(
ν
) =
ν
max
Z
ν
min
S
0
(
ν
−
ξ
)Φ(
ξ
)
dξ.
(6)
Необходимым требованием достоверности результатов является
минимизация смещения фильтрованного и первоначального спектра.
Форма использованного оптимального окна имеет вид
Φ(
ξ
) =
3
4
c
0
1
−
ξ
2
c
2
0
,
(7)
где
с
0
— полуширина окна.
US EPA [12] предоставило данные для следующих газов, составля-
ющих атмосферу: H
2
O, CO, CO
2
, NO, NO
2
, N
2
O, O
3
, CH
4
, NH
3
, SO
2
.
Отметим, что для газов O
2
, N
2
, H
2
и т.п. колебательно-вращательных
спектров поглощения нет, поскольку у гомоядерных молекул нет ди-
польного момента.
Решение задачи распознавания веществ в газовой смеси на
примере модельных спектров.
Все приведенные расчеты производи-
лись на ЭВМ на базе процессора Intel Pentium 4, с тактовой частотой
2,8 ГГц, оснащенной 512Мб оперативной памяти DDR SDRAM.
Для всех расчетов указано время, затраченное на вычисления, по-
скольку существует время “замороженной” атмосферы, в течение ко-
торого практически не изменяются оптические свойства атмосфер-
ной трассы, и для трасс длиной до нескольких сотен метров оно не
превышает 1 с. Этот параметр ограничивает время скана ФСР и как
следствие — время расчетов.
Приведем пример расчета смеси паров двух спиртов: метанола с
концентрацией 1850 мг/м
2
и этанола с концентрацией 1000 мг/м
2
при
температуре 300 K. На полученный спектр наложен 10%-ный белый
шум (см. рис. 1). Результаты расчетов такой двухкомпонентной смеси
приведены в табл. 1.
Из результатов расчетов, приведенных в табл. 1, видно, что для
спектров с пересекающимися полосами изложенный алгоритм доста-
точно точно определяет значения интегральных концентраций (по-
грешность не более 3%), что говорит об универсальности описывае-
мой методики решения обратной задачи для веществ с протяженными
спектрами, широкими и пересекающимися полосами поглощения.
Далее рассмотрим смесь паров метанола с концентрацией
1850 мг/м
2
, этанола 1000 мг/м
2
и аммиака 240 мг/м
2
. Спектр зашумлен
6
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2007. № 2
